代郡，大将军营帐内，诸位将领汇集。
大将军卫青深邃，睿智的目光扫视着众人，缓缓开口道：“自元光二年，陛下在马邑设伏失利；到后来的河朔大捷，收复河朔地区，剪除了匈奴对长安的威胁；漠南之战重创了匈奴左右贤王；河西之战，逼降浑邪王并收复了河西走廊，一系列的对匈奴作战，我军等于斩断了匈奴单于的左膀右臂。如今匈奴单于王庭远遁漠北，陛下命我和霍大将军各领一路兵马，千里渡漠与匈奴人决战。匈奴单于已经获悉我汉军即将远征的情报，漠北之战将是大汉有史以来一场前所未有的决战。”
李广叹息道：“只可惜，陛下将大单于主力交给了骠骑将军。”
卫青瞥了李广一眼，继续说道：“此次我军的任务是歼灭左贤王主力，与歼灭匈奴单于主力同样重要，我卫青一方没有丝毫懈怠的理由。我奉劝诸位将军，此战一定要谨慎持重，奋勇杀敌。大军即将开拔，都下去准备吧！”诸位将领领命而去。
漠北单于王庭的牙帐内，伊稚斜单于获知汉军远征漠北的情报，于是紧急召集众将商讨军机。
伊稚斜锐利的目光扫视着牙帐内的众人，大声说道：“汉朝皇帝要对我们斩尽杀绝，我们已经远遁漠北，不能再退了，看来决战再所难免了。”众人闻言皆群情激愤，叫嚷着要与汉军决一死战，扬言要让汉军有来无回。
大军开拔，一路上旌旗招展，尘烟滚滚。卫青所部从代郡出塞一路向北挺进，霍去病所部从定襄出塞，两军后面各有数万车夫，数万马匹驮载着粮秣辎重紧紧跟随。
长安城，未央宫中，武帝刘彻获知匈奴单于主力突然东移的情报，立即调整作战部署。刘彻传令霍去病部由定襄转道代郡方向出击匈奴单于主力，卫青所部由代郡转道定襄方向出击单于王廷。
卫青接到刘彻的调令，立马传令诸将：“情况发生变化，大单于主力向东转移，陛下命令我部转道定襄方向。传令下去后队改前队。”诸位将领纷纷领命而去。
霍去病所部大军正在快速行进中。传令官疾驰而来，禀报道：“将军，匈奴单于主力向东转移，陛下命令我军由定襄转道代郡方向出击匈奴单于主力。”于是霍去病所部调整了进军方向，并在路上与右北平太守路博德大军汇合后，大军一路上风驰电掣向漠北挺进。
匈奴单于王庭，牙帐内，自次王赵信向伊稚斜荐言道：“大单于，末将听说您要向东边转移，是不是真的？”
伊稚斜点了点头说道：“不错，我的确有此想法，有人劝我暂避汉军锋芒。”
赵信劝谏道：“大单于，末将以为不可。汉军主力明显是冲着我王庭来的，他们劳师远征，我军则以逸待劳，为何不趁此机会狠狠地打击汉军主力呢？”最后，伊稚斜听从了赵信的建议，没有东移。
卫青和霍去病二人各自率领大军向漠北挺进。霍去病指挥大军一路风驰电掣，高歌猛进，行进二千余里，成功跨越戈壁沙漠。然而他并没有遇到匈奴单于主力，反而与左贤王所部不期而遇。大战一触即发，汉军以势不可挡之势，迅速击溃了左贤王所部。左贤王见状不妙，只带几百精锐骑兵仓惶逃走。匈奴人见主帅逃走，顿时军心大乱。霍去病指挥大军趁势掩杀，激战数日后，匈奴大部被歼灭，只有少数人趁乱逃走。霍去病指挥大军活捉了单于大臣章渠，诛杀北车耆王；又转攻左大将双，缴获敌人的军旗战鼓无数；又越过难侯山，渡过弓卢水，抓获屯头王、韩王等三人，将军、相国、当户、都尉等八十三人。霍去病携带少量补给继续追击左贤王，一路追到狼居胥山。
卫青所部向北挺进了千余里，成功穿过戈壁沙漠。卫青命令大军扎营休息。不久，斥候传来好消息，前锋部队抓住了一名大单于亲兵，从他的口中得知大单于主力并没有东移，而且就在卫青所部的正面。
卫青感到十分高兴，于是集合诸将召开战前会议。卫青看着眼前的将领兴奋地说道：“真是天助我也，大单于主力没有东移，而且就在我军正面，真是不是冤家不碰头啊！现在本将命令李广和赵食其两位将军合兵一处从东路迂回策应，其余将领随我部主力正面挺进”。
李广不满道：“大将军，陛下任命我为前锋将军，你却让我从东线迂回策应，这么做不合适吧？”
卫青解释说：“李将军，伊稚斜单于主力在我军正面，本将率领主力正面挺进，你和赵食其将军从东线迂回穿插到敌后，切断敌军的退路。如果此战能擒杀伊稚斜，那可是天大的功劳，李将军所处的位置非常关键。本将希望你能明白。”
李广辩解道：“我的前锋位置是陛下亲定的，大将军不能不考虑吧？大将军还是让我担任前锋位置，另派他人东线迂回吧！”
卫青见状只得拿出刘彻的密诏，说：“李将军你自己看吧！这是陛下给我的密诏。”
李广接过密诏，看到上面的内容后直接呆愣当场，满脸不可置信。只见上面写着“李广将军年老神衰，不可用为前锋。”
李广神色颓然，心中虽然不满，只得无奈接受命令，与赵食其一起率领所部人马向东线迂回进军。
卫青率领大军行进两日后，终于与匈奴单于主力远远相望。可是卫青一直没有收到李广和赵食其的消息，心中虽然很焦急，但此时也管不了那么多了。卫青站在山坡上，远远望见早已严阵以待的单于本部，旌旗猎猎，马鸣嘶嘶，北风萧萧，大战一触即发。
见敌军军容盛大，卫青立马想出了对策，下令道：“传令下去先以武刚车（兵车）环绕为营，稳住阵脚，公孙敖将军率五千骑出战。”正如孙子兵法上说：“先为不可胜，以待敌之可胜也。”只有先稳守不攻，立于不败之地，再寻机会一举突出，则可求全胜。
伊稚斜派出一万骑兵迎战，两军相交，即刻爆发激烈大战。战马嘶鸣声，将士喊杀声，金属碰撞声此起彼伏，直杀得天昏地暗，汉匈双方都有较大的伤亡。
战至日暮，大风骤起，沙石扑面，交战的双方连眼睛都睁不开。卫青抓住战机下令道：“公孙贺你率一万骑兵从左翼包抄，曹襄你率一万骑兵从右翼包抄，其余将领随我正面挺进。”很快环形阵营里冲出两路大军，疾速向匈奴后方包围冲杀而去。但见四周漫天的风沙里尽是汉军骑士的黑影曈曈，一时好似恶魔军团般降临人间，鬼哭狼嚎，杀声震动天地。匈奴人猝不及防，顿时大乱，汉军趁势掩杀，很快将匈奴军击溃。
赵信也怕死，更无颜做老上司卫青的俘虏，当即便大声对伊稚斜喊：“大单于，汉军人数众多，而且士兵和马匹依然强大，再战下去对我们不利，大单于不如先撤出战场，收拢士卒，且待明日再战！”
伊稚斜单于见汉朝军队人数很多，兵强马壮，自料难以取胜，心中胆寒，于是采纳赵信的建议，率精骑数百，突围向西北逃走。
诗人王昌龄在《从军行》一诗中赞曰：“大将军出战，白日暗榆关。三面黄金甲，单于破胆还。”
汉匈双方短兵相接，战斗异常惨烈。夜色昏沉，狂风渐止，匈奴人这才发现大单于早已弃军而逃了，群龙无首顿时大乱，于是纷纷向北溃散。汉军左校尉趁势捕得单于亲卒数人，一番审问，卫青这才得知伊稚斜单于天黑前已经率领几百精锐向西北逃去。卫青赶紧派一支轻骑连夜追击，自己率主力跟进。一直追到天明，大军一夜疾驰二百余里，到达燕然山，没有找到伊稚斜单于踪迹。
卫青指挥汉军继续一路向北直至寘颜山，意外发现赵信城。卫青心中十分怨恨赵信这个降虏，于是指挥汉军攻下了赵信城，全歼了城内守军。卫青原本以为这座城池只是降虏赵信修筑的居住之地，竟发现城中囤积了匈奴大量辎重粮草。
卫青大喜过望，下令道：“全军将士停下来休整一天，吃饱喝足后，把所有能运走的粮草全部运走，不能运走的粮草辎重和这座赵信城一起烧掉。”
休整一日后，卫青命人烧掉了赵信城和所有不能运走的粮草辎重后，选择班师回朝。卫青所部在返回途中遇到了迷路的李广、赵食其。
另一边，霍去病所部在狼居胥山按照汉朝的礼节祭拜天神，并立下了汉碑，彰显汉军的功绩与神威，又继续向北挺进，在姑衍山祭拜地神后，一路向北杀到瀚海。随后霍去病下令大军短暂休整后班师回朝。
卫青与霍去病两军一共斩首和俘虏匈奴主力九万余人。匈奴元气大伤又兼失去大量辎重粮草，只得往西北迁徙，自此以后漠南无王庭。不过汉朝的损失也很惨重，去时十四万马匹，归来时不足三万，汉军也有数万伤亡。